DISPOSITIVO PARA DESHABILITAR UN PANEL O ARREGLO FOTOVOLTAICO Y SISTEMA FOTOVOLTAICO QUE LO INCLUYE.

Un dispositivo incluye un alojamiento (14) montado en una porción de extremo (23) de un panel fotovoltaico (21) y tiene un interior (30),

una abertura (31), una rampa inclinada (10) dentro del interior, una puerta (11) dispuesta a modo de pivote en la abertura, y un mecanismo de cerrojo (13). La puerta está en una superficie (24) del panel en una posición abierta, y bloquea la abertura en una posición cerrada. El mecanismo de cerrojo traba la puerta cerrada y libera la puerta a la posición abierta. Un material flexible (8) bloquea la luz de alcanzar las celdas fotovoltaicas (22) del panel e incluye un primer extremo (32) acoplado a la rampa inclinada dentro del alojamiento y un segundo extremo opuesto (33) acoplado a un vástago (9). El material flexible es enrollado alrededor del vástago y descansa sobre la rampa inclinada. La posición cerrada de la puerta bloquea el despliegue del material. En la posición abierta, el material se desenrolla por la rampa inclinada y cubre la superficie del panel. La puerta es desplegada de manera automática o manual.

Dispositivo para deshabilitar un panel o arreglo fotovoltaico y sistema fotovoltaico que lo

incluye

Antecedentes

Campo

El concepto divulgado se refiere generalmente a paneles o arreglos fotovoltaicos y, de manera más particular, a dispositivos de protección y sistemas para ellos. El concepto divulgado además se refiere a sistemas fotovoltaicos.

Información Antecedente

Las fuentes de energía que general energía eléctrica habitualmente contienen un mecanismo para apagar la fuente de energía cuando la energía eléctrica ya no es necesaria, o si existe peligro de ocasionar daños a personas o equipo.

Por ejemplo, un generador electromecánico tiene una fuente primaria de energía, tal como un motor a gasolina o a diesel. En una condición de emergencia, la fuente de energía puede ser apagada (v.gr., mediante una válvula) o el motor puede ser desconectado del generador, con ello permitiendo que el generador deje de girar, se pare y cese la producción de energía.

Para fuentes de energías alternativas, tales como molinos de viento teniendo turbinas o turbinas de viento para generar energía, la turbina puede desconectarse de las aspas del rotor que mueven la turbina a fin de parar la generación de energía. De manera alternativa, las aspas del rotor pueden girar para detener la creación de propulsión sobre las aspas del rotor y ocasionar que éstas dejen de girar, con ello deteniendo el giro de la turbina y creando energía eléctrica.

La publicación US 211/17842 divulga el uso de interruptores para apagar un módulo solar anexo. Los interruptores pueden ser interruptores mecánicos, interruptores tipo semi-

conductor, tales como transistores MOSFET u otros interruptores similares, o cualquier tipo adecuado de interruptor.

La publicación US 21/71744 divulga una instalación fotovoltaica (PV) que incluye un arreglo PV, una interfaz eléctrica que conecta una fuente de energía de la compañía de suministro eléctrico a una carga eléctrica, y un inversor de DC a AC. Un primer conjunto de cableado conecta eléctricamente el arreglo PV con el inversor mediante un dispositivo de desconexión y un segundo conjunto de cableado conecta eléctricamente el inversor a la interfaz eléctrica. Un mecanismo de control conecta el dispositivo de desconexión con la interfaz eléctrica, a fin que cuando se retira la energía de la interfaz eléctrica, el arreglo PV sea desconectado eléctricamente del inversor. El dispositivo de desconexión puede ser un dispositivo de desconexión remoto ubicado en una posición en o cerca del arreglo PV, tal como en el espacio debajo de un techo que sostiene el arreglo PV.

Sin embargo, estas propuestas no impiden a las celdas fotovoltaicas proveer un voltaje potencial que puede alimentar una falla entre un panel fotovoltaico y un primer interruptor o dispositivo de desconexión. Como resultado, existe un área donde no hay protección. En tanto el sol u otra fuente de luz esté brillando en las celdas fotovoltaicas o solares, ellas producen energía eléctrica. Esto es más evidente cuando hay relativamente muchas celdas en una área y las corridas relativamente largas de cableado se combinan con las celdas para crear voltajes superiores y/o mayores capacidades de corriente. Hay habido casos recientes de tales celdas creando fuegos debido al cableado suelto o corto circuitos. También hay un peligro de electrocución a los primeros en responder a un lugar con celdas que generan energía eléctrica debido a que los primeros en responder no pueden apagar las celdas por completo.

La figura 1 muestra un sistema de generación y distribución fotovoltaico que incluye una pluralidad de celdas fotovoltaicas o solares 1, cables de distribución 2, un primer dispositivo de desconexión o disyuntor de circuito DC 3, un inversor 4 para convertir voltaje DC en un voltaje AC, un disyuntor de circuito de interconexión de red 5, y una red eléctrica o varias cargas eléctricas 6. Existe una zona de no protección 7 cuando las celdas 1 están generando energía eléctrica. La zona de no protección 7 es donde las celdas 1 pueden producir electricidad no deseada en un momento en que, por ejemplo, trabajadores, bomberos o primeros en responder a una emergencia están en el área. Esta zona de no

protección 7 también es susceptible a fallas de corriente relativamente elevada, fallas de formación de arco y fallas de tierra.

La figura 2 muestra otro sistema de generación y distribución fotovoltaica que es algo similar al sistema de la figura 1, salvo que es más grande, incluye más celdas fotovoltaicas o solares 1 y más cables de distribución 2 para combinar las múltiples celdas. Por ende, la zona de no protección 7' correspondiente ha sido expandida con más cableado de distribución y con múltiples paneles fotovoltaicos, incluyendo las celdas 1.

La publicación US 212/174961 divulga un sistema fotovoltaico que incluye uno o más paneles solares, y uno o más ensamblajes obturadores, cada uno de los cuales está configurado para limitar selectivamente la cantidad de luz recibida por uno o más de los paneles solares. Un módulo de control es configurado para dirigir los uno o más ensamblajes obturadores para reducir la cantidad de luz recibida por lo menos por uno o más de los paneles solares en respuesta a señales que indican que hay un evento de falla de arco en el sistema fotovoltaico. El ensamblaje obturador incluye una lámina alargada, opaca que es instada hacia una posición enrollada o almacenada. La lámina es movible vía un motor desde la posición almacenada a una posición desenrollada o de bloqueo en la cual la lámina alargada se extiende a través de y cubre sustancialmente la superficie receptora de luz de la sarta de paneles solares.

Existe margen de mejora en los paneles y arreglos fotovoltaicos.

Existe también margen de mejora en los sistemas fotovoltaicos.

Compendio

Estas y otras necesidades son satisfechas mediante formas de realización del concepto divulgado en las cuales un miembro de corte solar comprende un material flexible dimensionado y estructurado para bloquear la luz para que no alcance las celdas fotovoltaicas de la superficie de un panel o arreglo fotovoltaico. El material flexible incluye un primer extremo y un segundo extremo opuesto, el primer extremo estando acoplado a una rampa inclinada dentro de un alojamiento, y un vástago acoplado al segundo extremo opuesto del material flexible. El material flexible es enrollado alrededor del vástago y descansa sobre la rampa inclinada dentro del interior del alojamiento o envolvente. La

posición cerrada de una puerta del alojamiento bloquea el despliegue del material flexible. En la posición abierta de la puerta, el material flexible, el cual es enrollado hacia arriba alrededor del vástago, está estructurado para desenrollarse por la rampa inclinada y cubrir la superficie del panel o arreglo fotovoltaico.

De acuerdo con un aspecto del concepto divulgado, un dispositivo es para deshabilitar un panel o arreglo fotovoltaico, incluyendo una porción de extremo y una superficie teniendo una pluralidad de celdas fotovoltaicas. El dispositivo comprende: un alojamiento estructurado para montarse en la porción de extremo del panel o arreglo fotovoltaico, el alojamiento comprendiendo: una pluralidad de lados que definen un interior y una abertura, una rampa inclinada contenida dentro del interior, una puerta dispuesta a manera de pivote en la abertura, la puerta teniendo una posición abierta y una posición cerrada, la puerta estando estructurada para estar dispuesta sobre la superficie del panel o arreglo fotovoltaico en la posición abierta, la puerta bloqueando la abertura en la posición cerrada, y un mecanismo de cerrojo asociado de manera operativa con la puerta, el mecanismo de cerrojo cerrando la puerta en la posición cerrada y liberando la puerta a la posición abierta; un miembro de corte solar que comprende: un material flexible dimensionado y estructurado para bloquear la luz de alcanzar las celdas fotovoltaicas de la superficie del panel o arreglo fotovoltaico, el material flexible incluyendo un primer extremo y un segundo extremo opuesto, el primer extremo estando acoplado a la rampa inclinada dentro del alojamiento, y un vástago acoplado al segundo extremo opuesto del material flexible, donde el material flexible es enrollado hasta alrededor del vástago y descansa sobre la rampa inclinada dentro del interior del alojamiento; donde la posición cerrada de la puerta bloquea el despliegue del material flexible; y donde en la posición abierta de la puerta, el material flexible, el cual está enrollado alrededor del vástago, está estructurado para desenrollarse por la rampa inclinada y cubrir la superficie del panel o arreglo fotovoltaico.

1. Un dispositivo para deshabilitar un panel o arreglo fotovoltaico (21) que incluye una porción de extremo (23) y una superficie (24) teniendo una pluralidad de celdas fotovoltaicas (22), dicho dispositivo comprendiendo:

un alojamiento (14) estructurado para montarse en la porción de extremo de dicho panel o arreglo fotovoltaico, dicho alojamiento comprendiendo:

una pluralidad de lados (25, 26, 27, 28, 29) que definen un interior (3) y una abertura (31),

una rampa inclinada (1) contenida dentro del interior,

una puerta (11) dispuesta a modo de pivote en la abertura, dicha puerta teniendo una posición abierta y una posición cerrada, dicha puerta estando estructurada para estar dispuesta sobre la superficie de dicho panel o arreglo fotovoltaico en la posición abierta, dicha puerta bloqueando la abertura en la posición cerrada, y

un mecanismo de cerrojo (13) asociado de manera operativa con dicha puerta, dicho mecanismo de cerrojo cerrando dicha puerta en la posición cerrada y liberando dicha puerta en la posición abierta;

un miembro de corte solar (8), que comprende:

un material flexible (8) dimensionado y estructurado para bloquear la luz de alcanzar las celdas fotovoltaicas de la superficie de dicho panel o arreglo fotovoltaico, dicho material flexible incluyendo un primer extremo (32) y un segundo extremo opuesto (33), el primer extremo estando acoplado la rampa inclinada dentro del alojamiento, y

un vástago (9) acoplado al segundo extremo opuesto de dicho material flexible, donde dicho material flexible es enrollado alrededor del vástago y descansa sobre la rampa inclinada dentro del interior de dicho alojamiento;

donde la posición cerrada de dicha puerta bloquea el despliegue de dicho material flexible; y

donde en la posición abierta de dicha puerta, dicho material flexible, el cual está enrollado alrededor del vástago, está estructurado para desenrollarse por la rampa inclinada y cubrir la superficie de dicho panel o arreglo fotovoltaico.

2. El dispositivo de la reivindicación 1, donde la superficie de dicho panel o arreglo fotovoltaico es una superficie inclinada.

3. El dispositivo de la reivindicación 1, donde dicho panel o arreglo fotovoltaico incluye varios paneles fotovoltaicos (21); donde dicho material flexible (8) está dimensionado y estructurado para cubrir la superficie de dichos varios paneles fotovoltaicos; y donde el interior de dicho alojamiento está dimensionado y estructurado para alojar dicho material flexible, el cual está enrollado alrededor del vástago.

4. El dispositivo de la reivindicación 1, donde dicho mecanismo de cerrojo incluye un mecanismo electromecánico (18) estructurado para energizarse para liberar dicha puerta a la posición abierta.

5. El dispositivo de la reivindicación 4, donde dicho mecanismo electromecánico (18) es un solenoide (18) que incluye un émbolo (19); donde dicha puerta incluye un miembro de cerrojo (13); donde cuando dicho solenoide no está energizado, dicho émbolo vincula dicho miembro de cerrojo, el cual cierra dicha puerta en dicha posición cerrada; y donde cuando dicho solenoide está energizado, dicho émbolo libera dicho miembro de cerrojo, el cual libera dicha puerta a dicha posición abierta.

6. El dispositivo de la reivindicación 4, donde dicho mecanismo de cerrojo incluye además un dispositivo detector de falla (2) estructurado para determinar una falla eléctrica asociada operativamente con dicho panel o arreglo fotovoltaico.

7. El dispositivo de la reivindicación 6, donde dicho dispositivo detector de falla (2) es seleccionado del grupo que consiste en un detector de falla de arco, un detector de falla de tierra, y un detector de sobre-corriente.

8. El dispositivo de la reivindicación 1, donde dicho mecanismo de cerrojo incluye un mecanismo manual estructurado para liberar manualmente dicha puerta a dicha posición abierta.

9. El dispositivo de la reivindicación 1, donde dicho mecanismo de cerrojo incluye una cuerda, un alambre, una línea o una soga (16) acoplada a un pasador (17); donde dicha puerta incluye un miembro de cerrojo; donde cuando dicha cuerda, dicho alambre, dicha línea o dicha soga no es jalada manualmente, dicho pasador vincula dicho miembro de cerrojo, lo cual cierra dicha puerta en dicha posición cerrada; y donde cuando dicha cuerda,

dicho alambre, dicha línea o dicha soga es jalada manualmente, dicho pasador libera dicho miembro de cerrojo, lo que libera dicha puerta a dicha posición abierta.

1. El dispositivo de la reivindicación 1, donde dicha puerta está acoplada a manera de pivote a dicho alojamiento en la abertura mediante una articulación (12).

11. Un sistema fotovoltaico, que comprende:

el panel o arreglo fotovoltaico (21) de la reivindicación 1; y

dicho dispositivo,

donde el alojamiento (14) está acoplado a la porción de extremo de dicho panel o arreglo fotovoltaico,

donde la puerta está dispuesta sobre la superficie de dicho panel o arreglo fotovoltaico en la posición abierta; y

donde en la posición abierta de dicha puerta, dicho material flexible, el cual está enrollado alrededor del vástago, se desenrolla en la rampa inclinada y cubre la superficie de dicho panel o arreglo fotovoltaico.

12. El sistema fotovoltaico de la reivindicación 11, donde la porción de extremo (23) de dicho panel o arreglo fotovoltaico es una primera porción de extremo (23); donde dicho panel o arreglo fotovoltaico incluye además una segunda porción de extremo opuesta (34); donde la superficie se extiende entre la primera porción de extremo y la segunda porción de extremo opuesta; donde la primera porción de extremo está elevada sobre la segunda porción de extremo opuesta, a fin que la superficie sea una superficie inclinada; y donde dicho vástago acoplado al segundo extremo opuesto de dicho material flexible sea pesado a fin de impulsar dicho material flexible hacia abajo por dicha rampa inclinada y hacia abajo por dicha superficie inclinada.

13. El sistema fotovoltaico de la reivindicación 12, donde después de que dicho material flexible se desenrolla por la rampa inclinada y cubre la superficie de dicho panel o arreglo fotovoltaico, dicho material flexible está estructurado para ser enrollado alrededor del vástago y descansar sobre la rampa inclinada dentro del interior de dicho alojamiento; donde dicha puerta está estructurada para ser pivotada desde la posición abierta a la posición cerrada; y donde dicho mecanismo de cerrojo está estructurado para volver a cerrar dicha puerta en dicha posición cerrada.

14. El sistema fotovoltaico de la reivindicación 11, donde dicho mecanismo de cerrojo incluye un mecanismo electromecánico (18) estructurado para ser energizado para liberar dicha puerta a la posición abierta.

15. El sistema fotovoltaico de la reivindicación 14, donde dicho mecanismo de cerrojo incluye además un dispositivo detector de falla (2) estructurado para determinar una falla eléctrica asociada de manera operativa con dicho panel o arreglo fotovoltaico.